Giải pháp IOT và chiếu sáng thông minh cho hệ thống đường phố

Trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 xu hướng xây dựng đô thị thông minh (Smart City) dựa trên nền tảng Internet kết nối vạn vật (Internet of Thing) IoT, trí tuệ nhân tạo để nâng cao chất lượng cuộc sống, sử dụng hiệu quả và bền vững các nguồn năng lượng, tài nguyên thiên nhiên, tối ưu hóa việc điều hành và các dịch vụ công ích trở nên cấp thiết. Thì giải pháp IoT cho hệ thống chiếu sáng thông minh dành cho đường phố là xu hướng, xu thế phát triển của các thành phố, của các quốc gia trên toàn thế giới cũng như tại Việt Nam.

1. Mục đích của hệ thống chiếu sáng đường phố thông minh là gì?

• Tiết kiệm chi phí sử dụng điện từ 60% đến 70% do tự động điều chỉnh độ sáng theo môi trường khu vực. Đối với đèn năng lượng mặt trời thì phí sử dụng điện là bằng 0.
• Tiết kiệm từ 50% đến 80% chi phí bảo trì nhờ khả năng giám sát và điều khiển được từng cụm đèn hoặc từng đèn trong hệ thống.
• Tiết kiệm chi phí vận hành cho hệ thống đèn chiếu sáng thông minh. Và thậm chí bạn có giảm hoàn toàn chi phí nhân công vận hành.
• Tăng thời gian sử dụng bóng LED nhờ vào chế độ Dimming, giảm cường độ sáng của đèn.
• Phân tích và đánh giá được độ hiệu quả sử dụng năng lượng của đèn, từ đó có những thay đổi để phù hợp hơn và hiệu quả hơn.
• Cảnh báo sự cố hỏng đèn tức thì và cô lập riêng đèn bị hỏng để sửa chữa. Từ đó giảm ảnh hưởng đến quá trình chiếu sáng của toàn hệ thống.

>>> Xem ngay: Đèn năng lượng mặt trời liền thể - giải pháp chiếu sáng thông minh an toàn

2. Giải pháp 1: Điều khiển IoT tới từng đèn

Thành phần hệ thống IoT chiếu sáng đường phố tới từng đèn

• Hệ thống Server
• Tủ điều khiển và giám sát: Đèn đường có thể kết nối với nhau và điều khiển, giám sát từ xa thông qua hệ thống tủ điều khiển.
• ứng dụng điều khiển, giám sát
• Thiết bị đèn Led tích hợp bộ điều khiển chiếu sáng kết nối không dây

Sơ đồ điều khiển hệ thống IoT tới từng đèn

• Phòng điều khiển trung tâm và các ứng dụng điều khiển sẽ kết nối với hệ thống Cloud bằng internet để truyền tín hiệu đi và thu nhận dữ liệu để giám sát từ xa.
• Các tủ Gateway sẽ kết nối với hệ thống đám mây Cloud để truyền tín hiệu đến các đèn trong hệ thống bằng mạng không dây.
• Việc hệ thống vận hành chủ yếu từ hệ thống mạng không dây giúp việc lắp đặt và vận hành có nhiều ưu điểm và tiện lợi hơn so với hệ thống dây trước đây.

Tính năng giải pháp IoT điều khiển từng đèn:

• Điều khiển, giám sát hệ thống đèn, từng đèn thông quan giao tiếp không dây.
• Quản lý trạng thái đèn, điều khiển trực tiếp, thiết lập ngữ cảnh theo lịch trình.
• Phần mềm điều khiển thiết bị thân thiện, dễ sử dụng có thể chạy trên nhiều nền tảng (ứng dụng công nghệ điện toán đám mây).
• Phần mềm quản lý dưới dạng sơ đồ, giúp việc quản lý được trực quan hơn và dễ dàng hơn rất nhiều.
• Thống kê tỉ lệ đèn lỗi, hỏng và thời gian hoạt động của hệ thống. Từ các báo cáo thông kê từ phần mềm giúp bạn kiểm soát tốt sự hoạt động cũng như có những điều chỉnh phù hợp với tình hình thực tế.
• Có thể mở rộng tích hợp với các nền tảng thông minh khác của thành phố như giao thông thông minh,...

Ưu điểm giải pháp:

• Tiết kiệm chi phí sử dụng điện
• Tiết kiệm chi phí vận hành (giảm hoàn toàn nhân công vận hành)
• Nâng cao tuổi thọ bóng đèn do giảm công suất và thời gian chiếu sáng
• Tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống tủ điện, cáp nguồn
• Kiểm soát thông minh và giám sát hệ thống từ trung tâm
• Cảnh báo sự cố đèn hỏng tức thì và cô lập riêng từng đèn bị hỏng để sửa chữa

Thiết bị:

Điều khiển, giám sát, quản lý các đèn chiếu sáng LED Nhận và gửi các dữ liệu 02 chiều từ phòng điều khiển giám sát và hệ thống đèn đường LED thông quan mạng viễn thông GPRS/3G/4G và mạng vô tuyến nội bộ giữa các đèn Toàn bộ các lịch trình hoạt động của hệ thống được lập trình và cài đặt sẵn hoặc được tùy biến cho phù hợp với thực tế từ trung tâm điều khiển Một thiết bị Gateway có thể điều khiển tới 124 tuyến đường, mỗi tuyến đường tối đa 124 đèn

Ứng dụng của hệ thống IoT cho từng đèn:

• Đường phố
• Đường cao tốc
• Tuyến đường quốc lộ
• Chiếu sáng thành phố
• Khu công nghiệp
• Nhà máy, xí nghiệm
• Công viên
• Khu tượng đài, tưởng niệm

3. Giải pháp 2: Giải pháp IoT điều khiển theo cụm

Thành phần hệ thống của giải pháp IoT điều khiển theo cụm:

• Hệ thống Server
• Tủ điều khiển và giám sát: Đèn đường có thể kết nối với nhau và điều khiển, giám sát từ xa thông qua hệ thống tủ điều khiển.
• ứng dụng điều khiển, giám sát
• Thiết bị đèn Led điều khiển theo từng cụm

Sơ đồ điều khiển theo cụm:

Tính năng giải pháp chiếu sáng thông minh theo cụm:

• Điều khiển từ hệ thống: Từ trung tâm điều khiển tới từng tủ bằng Internet, từ tủ đến dãy đèn thông qua đường đây cấp điện nguồn.
• Tạo lịch điều khiển, thay đổi thời gian thực Dimming, bật/tắt tuyến đèn,  cụm đèn theo giờ
• Phần mềm quản lý thể hiện dưới dạng bản đồ
• Báo cáo thời gian hoạt động qua đó có thể tính toán tương đối và phân tích mức tiêu thụ năng lượng.
• Dễ dàng lắp đặt, vận hành, bảo trì, sửa chữa, tận dụng hệ thống cũ

Ưu điểm giải pháp IoT điều khiển theo cụm:

• Tiết kiệm chi phí sử dụng điện
• Tiết kiệm chi phí vận hành, giảm hoàn toàn nhân công vận hành
• Nâng cao tuổi thọ bóng đèn do giảm công suất và thời gian chiếu sáng
• kiểm soát thông minh và giám sát hệ thống từ trung tâm

Thiết bị:

Cấp nguồn điện động lực cho từng tuyến, cụm đèn Tắt/Mở đèn theo lịch trình và các chức năng khác từ trung tâm điều khiển. Tủ điều khiển hoạt động dựa trên cơ sở hạ tầng là nguồn điện được cấp từ lưới điện hạ thế. Toàn bộ các lịch trình hoạt động của tủ điện được lập trình và cài đặt sẵn hoặc được tùy biến cho phù hợp với thực tế từ trung tâm điều hành

4. Phần mềm điều khiển giải pháp IoT:

• Phần mềm có thể tương thích với PC, Laptop và các sản phẩm di động khác.
• Sử dụng để đóng cắt nguồn điện theo tuyến chiếu sáng
• Tạo lịch trình, thay đổi các tắt/mở dễ dàng theo ngày, giờ, thứ tự, theo mùa,...
• Hệ thống hoạt động liên tục 24/7. Hệ thống thân thiện với người sử dụng, không đòi hỏi cao về kiến thức vận hành. Hệ thống được thiết kế module hóa và có khả mở rộng nâng cấp dễ dàng.
• Toàn bộ phần mềm chiếu sáng đô thị được triển khai trên hạ tầng tính toán tại phòng điều khiển và giám sát hạ tầng đô thị thông minh
• Quản lý tình trạng hoạt động của tất cả các đèn, tủ điện điều khiển chiếu sáng trong hệ thống
• Phần mềm quản lý thể hiện dưới dạng bản đồ GIS. Xác định vị trí thiết bị dựa trên bản đồ trực tuyến
• Liên lạc giữa trung tâm điều hành  và các thiết bị đầu cuối điều khiển bộ đèn thông qua hạ tầng viễn thông tại địa phương.

5. Giải pháp 3: Chiếu sáng Dimming theo đèn

Đèn đường LED Dimming:

• Dimming là thay đổi cường độ ánh sáng - tiết giảm công suất phát ra từ đèn đường LED.
• Đèn sáng 100% công suất vào các khung giờ cao điểm và tự động Dimming công suất vào các khung giờ thấp điểm có lưu lượng giao thông thấp để tiết kiệm năng lượng.

Tính năng của giải pháp:

• Tích hợp khả năng Dimming trực tiếp lên đèn, không cần thêm thiết bị khác
• Tự động Dimming theo thời gian đã cài đặt
• Sử dụng trên chính hệ thống điện cũ
• Dimming theo nhu cầu sử dụng thực tế tại khu vực

Ưu điểm của giải pháp:

• Dimming đèn giúp tiết kiệm điện năng, giúp tiết kiệm được khoản tiền điện phải chi trả và thay thế bóng đèn
• Điều chỉnh độ sáng của đèn giúp tăng tuổi thọ của bóng đèn LED
• Dễ dàng lắp đặt và vận hành

6. Giải pháp 4: Sử dụng đèn năng lượng mặt trời

Tính năng giải pháp:

• Đèn có thể lặp đặt ở các vùng, các địa hình khác nhau. Từ khu vực xích đạo đến các vùng cực, nhiệt độ làm việc từ - 10 độ C đến 60 độ C
• Thiết kế đa dạng, theo module hoặc liền thể giúp dễ dàng lắp đặt
• Không cần sử dụng dây điện
• Biến đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện, nguồn năng lượng tái tạo vô tận, thân thiện môi trường
• Không gây ô nhiễm môi trường nhờ sử dụng nguồn năng lượng xanh
• Đâu tư một lần sử dụng lâu dài

Nguồn: Rangdong